一种高强度中空复合材料建筑模板及其加工方法和回收方法技术

本发明专利技术公开了一种高强度中空复合材料建筑模板，由表层以及包裹在表层内的蜂窝状芯层组成；其中，蜂窝状芯层由如下质量份数的组分熔融挤出而成：聚丙烯70～80份；滑石粉15～20份；硅烷偶联剂1～2份；三元乙丙橡胶3～5份以及改性母粒1～5份；表层由如下质量份数的组分熔融挤出而成：聚氯乙烯100份、增塑剂8～10份、热稳定剂5～6份、润滑剂2～3份、增韧剂8～10份、填充剂10～15份、抗氧化剂1～2份、紫外光吸收剂1～2份、着色剂0.1～0.2份以及界面相容剂5～10份。本发明专利技术建筑模板采用蜂窝状发泡芯层，不仅使得到的建筑模板密度低、热膨胀率低、弯曲模量和冲击强度高，而且还降低了制备模板的综合成本。

A High Strength Hollow Composite Building Template and Its Processing Method and Recycling Method

The invention discloses a high-strength hollow composite building template, which is composed of a surface layer and a honeycomb core wrapped in the surface layer. The honeycomb core layer is melted and extruded from 70-80 parts of polypropylene, 15-20 parts of talcum powder, 1-2 parts of silane coupling agent, 3-5 parts of ethylene propylene terpolymer and 1-5 parts of modified masterbatch. Components of fraction are melt extruded: 100 phr of PVC, 8-10 phr of plasticizer, 5-6 phr of heat stabilizer, 2-3 phr of lubricant, 8-10 phr of toughening agent, 10-15 phr of filler, 1-2 phr of antioxidant, 1-2 phr of ultraviolet absorbent, 0.1-0.2 phr of colorant and 5-10 phr of interface compatibilizer. The building formwork of the invention adopts honeycomb foaming core layer, which not only makes the building formwork low density, low thermal expansion rate, high bending modulus and impact strength, but also reduces the comprehensive cost of preparing the template.

【技术实现步骤摘要】
一种高强度中空复合材料建筑模板及其加工方法和回收方法
本专利技术涉及一种高强度中空复合材料建筑模板及其加工方法和回收方法，属于建筑材料

技术介绍
作为混凝土的成型模具，建筑模板是现浇钢筋混凝土结构中的重要组成部分，其选择和使用对于现代建筑工程具有重要意义。当前的建筑工程中，木竹模板、金属模板、塑料模板等被陆续开发并应用起来，这些模板各有优势，但也均有不足，比如金属模板尽管阻燃、力学性能高但生产率低、遇水易生锈、成本高；木竹模板早期使用、成本低、易加工、弯曲强度高但需要大量木竹作为原料且可循环使用次数少；而塑料模板绿色环保、能够方便快捷满足各种施工需要，因此具有广阔的应用前景。概括来说，塑料模板在建筑施工过程中具有如下优势：1)模板板面平整、光滑且缝隙小，能满足清水混凝土施工的要求，建筑物不需要再二次抹灰；2)模板质量轻，在施工过程中可极大减小劳动强度；3)模板的规格比较灵活，在各种建筑中均可使用；4)模板可锯、可刨、可钉；5)部分模板强度比较高，并且可以以模块形式进行拼装。但也具有一些不可回避的缺点：(1)塑料模板弯曲强度与弹性模量普遍较低；(2)塑料模板的承载力相对较低；(3)塑料模板具有较高的热膨胀系数，且力学性能容易受到温度的影响；(4)掉落的高温焊渣会对模板表面的平整度产生影响，造成混凝土表观质量缺陷。为了满足轻量、高质、低成本的市场需求，如何有效解决上述问题是塑料模板更为广泛接受及应用的首要任务。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是提供一种高强度中空复合材料建筑模板，该建筑模板采用蜂窝状发泡芯层，不仅使得到的建筑模板密度低、热膨胀率低、弯曲模量和冲击强度高，而且还降低了制备模板的材料成本。
技术实现思路
：为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案为：一种高强度中空复合材料建筑模板，由表层以及包裹在表层内的蜂窝状芯层组成；其中，所述蜂窝状芯层由如下质量份数的组分熔融挤出而成：聚丙烯70～80份；滑石粉15～20份；硅烷偶联剂1～2份；三元乙丙橡胶3～5份以及改性母粒1～5份；所述表层由如下质量份数的组分熔融挤出而成：聚氯乙烯100份、增塑剂8～10份、热稳定剂5～6份、润滑剂2～3份、增韧剂8～10份、填充剂10～15份、抗氧化剂1～2份、紫外光吸收剂1～2份、着色剂0.1～0.2份以及界面相容剂5～10份。其中，所述蜂窝状芯层包括芯层骨架和位于骨架中的空心腔体；芯层骨架为发泡芯层，芯层内含有多个封闭微孔。本专利技术中空复合材料建筑模板表层部分与芯层部分的材料质量占比为1∶8～9，即模板表层占模板制件总质量的10～12％。其中，所述改性母粒包括如下质量份数的组分：发泡剂10～30份、成核剂4～8份、分散剂5～10份以及载体树脂50～80份，还包括发泡助剂，发泡助剂的加入量为发泡剂质量的10.5～11.3％；所述改性母料产生气体的温度为150～160摄氏度。其中，所述发泡剂为4，4-氧代双苯磺酰肼(OBSH)；发泡助剂为氧化锌和/或氧化钡；分散剂为高熔点PE蜡；成核剂为纳米二氧化钛或纳米二氧化硅；载体树脂为低密度聚乙烯(LDPE)或其与线性低密度聚乙烯(LLDPE)的混合物。其中，所述增塑剂为环氧大豆油；热稳定剂为三盐基性硫酸铅；润滑剂为高熔点聚乙烯蜡；增韧剂为乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)；填充剂为滑石粉和/或碳酸钙；抗氧化剂为1010；紫外光吸收剂UV-9；着色剂为有机颜料；界面相容剂为氯化聚乙烯。上述高强度中空复合材料建筑模板的制备方法，表层物料和芯层物料是通过两台不同的挤出机熔融然后向一个复合机头共挤出，最后通过口模连续一次性成型而成；芯层物料塑化所用的挤出机为排气式挤出机，这使得芯层物料在挤出过程中经过料筒中部时有排气槽的作用可排除物料中多余的气体。其中，在芯层成型过程中，口模中所用的芯棒具有沟壑结构，使挤出的芯层物料在通过口模时受到了至少一次拉伸及压缩的力。从而提升了泡孔密度，减少了泡孔尺寸，为配合芯层材料的发泡过程，提高泡孔密度，细化泡孔尺寸，本专利技术在共挤出模具的口模内设有具有特殊结构的芯棒，该芯棒不是正常平直的(如图4所示的芯棒，即为平直的)，而是在其中部具有向内凹的沟壑结构，使芯层物料在通过口模时受到了至少一次拉伸及压缩作用，即芯层物料在从左至右通过芯棒时，先受到挤压，到中部然后膨胀，然后往前推再受到挤压的过程，使得到的芯层内部的泡孔更细微和均匀。即口模内两相邻芯棒处具有特征尺寸h、m、l1、l2和l3，如图5所示；其中，h/m定义为扩展比或压缩比，图4中，两相邻芯棒的h/m＝1，而图5中，两相邻芯棒的扩展比的值小于1，该值在0.4～0.6之间。上述高强度中空复合材料建筑模板的回收方法，将回收的中空复合建筑模板沿表层和芯层的界面位置锯切后分别粉碎处理，得到表层破碎料和芯层破碎料；往得到的表层破碎料中加入质量比为10％的氯化聚乙烯后掺入芯层破碎料中，得到混合物料；然后将混合物料替代下次生产中作为芯层物料使用。其中，混合物料(回收材料)的加入量不超过芯层物料总质量的30％。本专利技术制得的建筑模板表层为彩色实心结构，芯层为黑色的蜂窝状中空结构，芯层骨架内部含有无数封闭微孔，表层的主要材料为聚氯乙烯，芯层的主要材料为聚丙烯并经强韧改性造粒，为更大程度减少施工过程中的吸热，本专利技术建筑模板的表层采用除黑色以外的其它颜色，均称为彩色，优选的，采用白色。相比于现有技术，本专利技术技术方案具有的有益效果为：本专利技术的建筑模板芯层内部的微孔结构使模板的收缩率大大降低，其热膨胀率降低40％以上，同时，也使表芯层材料的收缩率达到一致，极大的缓解了模板在应用过程中因热胀冷缩而引进的尺寸变化及内应力的发生，因而所得的模板产品尺寸稳定性好、使用寿命长；另外，在不同季节应用时，因表芯层材料的温度适用性可以互补，保证了模板在高温或低温下可正常使用；并且，因芯层内部大量微孔的存在，导致制品密度大大降低，重量减轻，节省了相应原料，本专利技术的模板在同等条件下节约原料在10％以上；最后，模板芯层的中空微孔结构提高了制品保温、隔音以及防震等效果，避免了邻苯二甲酸酯类可能影响环境类助剂的使用，也避免了阻燃助剂的使用，减少了环境污染的可能性，本专利技术所使用的原辅材料均为绿色环保型，无毒无污染；本专利技术的建筑模板使用聚氯乙烯材料用于表层，使制得的模板具有阻燃和表面光洁度、尺寸稳定性好的特点，无需额外加阻燃助剂，使用聚丙烯材料用于芯层，具有可回收利用、易于制得中空结构、力学性能好的优点；表层配方中利用植物油基增塑剂与有机金属盐稳定剂之间的携同增效作用，也减少了材料的用量，本专利技术的中空建筑模板产品的综合成本可减少10％以上；本专利技术的建筑模板因芯层材料中改性母料的应用使熔融物料在挤离口模后发生膨胀，在随后的定型过程中可以不用抽真空，减小了随后产品定型的难度，节约了能源。附图说明图1为本专利技术实施例1建筑模板的侧视图；图2为本专利技术实施例1建筑模板的产品图；图3为本专利技术制备方法所采用的共挤出装置的结构示意图；图4为现有技术中普通的共挤出加工装置中口模芯棒的结构示意图；图5为本专利技术制备方法共挤出加工装置中所采用的口模芯棒的结构示意图；其中，图3-5中，1：挤出机I(表层材料塑化)；2：共挤出模座；3：共挤出口模；4：挤出的模板产品；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度中空复合材料建筑模板，其特征在于：由表层以及包裹在表层内的蜂窝状芯层组成；其中，所述蜂窝状芯层由如下质量份数的组分熔融挤出而成：聚丙烯70～80份；滑石粉15～20份；硅烷偶联剂1～2份；三元乙丙橡胶3～5份以及改性母粒1～5份；所述表层由如下质量份数的组分熔融挤出而成：聚氯乙烯100份、增塑剂8～10份、热稳定剂5～6份、润滑剂2～3份、增韧剂8～10份、填充剂10～15份、抗氧化剂1～2份、紫外光吸收剂1～2份、着色剂0.1～0.2份以及界面相容剂5～10份。

【技术特征摘要】
1.一种高强度中空复合材料建筑模板，其特征在于：由表层以及包裹在表层内的蜂窝状芯层组成；其中，所述蜂窝状芯层由如下质量份数的组分熔融挤出而成：聚丙烯70～80份；滑石粉15～20份；硅烷偶联剂1～2份；三元乙丙橡胶3～5份以及改性母粒1～5份；所述表层由如下质量份数的组分熔融挤出而成：聚氯乙烯100份、增塑剂8～10份、热稳定剂5～6份、润滑剂2～3份、增韧剂8～10份、填充剂10～15份、抗氧化剂1～2份、紫外光吸收剂1～2份、着色剂0.1～0.2份以及界面相容剂5～10份。2.根据权利要求1所述的高强度中空复合材料建筑模板，其特征在于：所述蜂窝状芯层包括芯层骨架和位于骨架中的空心腔体；芯层骨架为发泡芯层，芯层内含有多个封闭微孔。3.根据权利要求1所述的高强度中空复合材料建筑模板，其特征在于：所述改性母粒包括如下质量份数的组分：发泡剂10～30份、成核剂4～8份、分散剂5～10份以及载体树脂50～80份，还包括发泡助剂，发泡助剂的加入量为发泡剂质量的10.5～11.3％；所述改性母料产生气体的温度为150～160摄氏度。4.根据权利要求3所述的高强度中空复合材料建筑模板，其特征在于：所述发泡剂为4，4-氧代双苯磺酰肼；发泡助剂为氧化锌和/或氧化钡；分散剂为高熔点PE蜡；成核剂为纳米二氧化钛或纳米...

【专利技术属性】
技术研发人员：周应国，程一帆，董斌斌，刘春太，李云全，李波，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32